JPH1151694A - 回転数センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＧＭＲ素子よりなるブリッジ回路
を有する磁気検出器を備える回転数センサに関し、セン
サの高出力化を図ることを目的とする。 【解決手段】 磁気検出器１６は、絶縁基板２４を備
え、その表面にＧＭＲ素子ブリッジ２６が形成されてい
る。ＧＭＲ素子ブリッジ２６は、ブリッジ回路を構成す
る第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄよりな
る。ブリッジ回路において互いに対向する第１ＧＭＲ素
子２６ａと第３ＧＭＲ素子２６ｃの対、及び、第２ＧＭ
Ｒ素子２６ｂと第４ＧＭＲ素子２６ｄの対は、それぞ
れ、センサロータ１２の回転方向に関して同位置に配置
され、各対の間はセンサロータ１２の歯部１３のピッチ
の半分に相当する距離だけ離間されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転数センサに係
り、特に、センサロータの回転に伴う磁界の変化を検出
する磁気検出素子を備える磁気式回転数センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特願平６０−２５４４
６６号に開示される磁気式回転数センサが公知である。
この回転数センサは、センサロータと、磁気検出器と、
マグネットとを備えている。磁気検出器は、センサロー
タの外周面と対向するように配設されている。マグネッ
トは、磁気検出器を隔ててセンサロータの外周面に対向
するように配設されている。また、センサロータの外周
面には、周方向に一定のピッチで形成された歯部が設け
られている。従って、センサロータが回転すると、磁気
検出器がセンサロータの歯部に対向した状態と、磁気検
出器が歯部に対向しない状態とが交互に形成されること
で、磁気検出器に作用する磁界の大きさがセンサロータ
の回転に応じて変化する。

【０００３】上記従来の磁気式回転数センサにおいて、
磁気検出器は、４つの磁気抵抗素子より構成されたブリ
ッジ回路を有している。磁気抵抗素子は、センサロータ
の回転方向において所定の間隔で配置されている。従っ
て、センサロータの回転に応じて磁気検出器に作用する
磁界が変化すると、ブリッジ回路を構成する各磁気抵抗
素子の抵抗値が変化し、その抵抗変化に応じてブリッジ
回路の出力電圧が変化する。従って、上記従来の磁気式
回転数センサによれば、ブリッジ回路の出力電圧に基づ
いてセンサロータの回転数を検出することができる。

【０００４】ところで、磁気抵抗素子は、その抵抗値が
温度に依存して変化する性質を有している。これに対し
て、上記従来の磁気式回転数センサにおいては、磁気抵
抗素子によりブリッジ回路が構成されているため、各磁
気抵抗素子の抵抗値が温度変化に応じて一定の割合で変
化した場合、その出力電圧は変化しない。このように、
上記従来の磁気式回転数センサは、磁気抵抗素子により
ブリッジ回路を構成することで、温度変化に依存した磁
気抵抗素子の抵抗変化を補償し得るものとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気式回転
数センサにおいて、センサロータの回転数を高精度に検
出するには、ブリッジ回路の出力電圧が大きい方が望ま
しい。ブリッジ回路の出力電圧は、各磁気抵抗素子の抵
抗変化の位相関係に応じて変化する。従って、センサの
高出力化を図るためには、磁気抵抗素子の配置を適切に
設定することが必要である。しかしながら、上記従来の
回転数センサにおいて、センサの高出力化を図ることに
ついては何ら考慮されていない。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、大きな出力信号を得ることが可能な回転数センサ
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、作用する磁界の変化に応じた抵抗変化
を示す磁気検出素子によりブリッジ回路を構成してなる
磁気検出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体
に同期して回転し、その回転角に対して前記磁気検出器
に作用する磁界を所定の周期で変化させるセンサロータ
とを備える回転数センサにおいて、前記ブリッジ回路の
互いに対向する磁気検出素子の一方の対を、前記センサ
ロータの回転方向に関して同位置に配置した回転数セン
サにより達成される。

【０００８】本発明において、ブリッジ回路において互
いに対向する磁気検出素子の一方の組は、センサロータ
の回転方向に関して同位置に配置される。従って、磁気
検出素子の一方の対に作用する磁界は互いに同位相で変
化する。磁気検出素子の抵抗値は作用する磁界に応じて
変化する。従って、磁気検出素子の一方の対の抵抗値ｒ
１、ｒ２は、互いに同位相で変化する。一般に、ブリッ
ジ回路において、対向する素子の抵抗値が共に増大する
と、出力端子の一方の電位が低下し、他方の電位は上昇
する。従って、本発明によれば、互いに対向する磁気検
出素子の抵抗値ｒ１、ｒ２が同位相で変化することで、
ブリッジ回路から大きな出力電圧が出力される。

【０００９】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く、請求項１記載の回転数センサにおいて、磁気検出
素子の他方の対を前記センサロータの回転方向に関して
同位置に、かつ、前記一方の対から、前記センサロータ
の回転方向に前記所定の周期の半分に相当する距離だけ
離間させて配置した回転数センサによってより効果的に
達成される。

【００１０】本発明において、磁気検出素子の他方の対
を前記センサロータの回転方向に関して同位置に、か
つ、前記一方の対から、前記センサロータの回転方向に
前記所定の周期の半分に相当する距離だけ離間させて配
置される。従って、互いに対向する磁気検出素子の他方
の対の抵抗値ｒ３、ｒ４は互いに同位相に、かつ、他方
の対の抵抗値ｒ１、ｒ２とは逆位相で変化する。このた
め、本発明によれば、ブリッジ回路の出力電圧は更に増
大する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
回転数センサ１０の構成図である。図１に示す如く、回
転数センサ１０は、センサロータ１２を備えている。セ
ンサロータ１２は軟磁性材料より構成された円盤状の部
材である。センサロータ１２の外周には、歯部１３が所
定のピッチＰで形成されている。

【００１２】回転数センサ１０は、また、検出部１４を
備えている。検出部１４は、磁気検出器１６を備えてい
る。磁気検出器１６は、保持ブロック１８の端面に取り
付けられている。後述する如く、磁気検出器１６は、絶
縁基板上にＧＭＲ薄膜が所定のパターンにパターニング
されて構成されている。検出部１４は、磁気検出器１６
が、センサロータ１２の外周面と所定の隙間を隔てて対
向するように配設されている。なお、センサロータ１２
の厚さは、磁気検出器１６の図１における紙面垂直方向
の幅よりも大きくなるように設けられている。従って、
磁気検出器１６は、その全面において、センサロータ１
２の外周面と対向している。

【００１３】検出部１４は、更に、バイアスマグネット
２０を備えている。バイアスマグネット２０は、磁気検
出器１６を隔ててセンサロータ１２の外周面と対向する
ように、保持ブロック１８の内部に取り付けられてい
る。なお、後述する如く、バイアスマグネット２０は、
磁気検出器１６の中心位置から所定量だけセンサロータ
１２の回転方向にオフセットするように配置されてい
る。バイアスマグネット２０は、センサロータ１２に近
い側がＮ極、センサロータ１２から遠い側がＳ極となる
ように、又は、その逆向きに分極されている。

【００１４】保持ブロック１８の図１中上面には、信号
処理回路２２が装着されている。信号処理回路２２は、
磁気検出器１６から出力される信号に所定の信号処理を
施し、その結果をコネクタ２３からセンサ出力信号とし
て出力する。次に、図２を参照して、磁気検出器１６の
構成について説明する。図２は、磁気検出器１６の構成
図である。なお、磁気検出器１６は、図２における左右
方向がセンサロータ１２の接線方向に一致するように設
置される。図２に示す如く、磁気検出器１６は、矩形状
に形成された絶縁基板２４を備えている。絶縁基板２４
の表面には、ＧＭＲ素子ブリッジ２６が形成されてい
る。ＧＭＲ素子ブリッジ２６は、絶縁基板２４の表面に
成膜されたＧＭＲ薄膜をフォトリソグラフィーによりパ
ターニングすることにより形成されている。

【００１５】ＧＭＲ薄膜は、強磁性層と非磁性層とを交
互に積層してなる薄膜である。この強磁性層及び非磁性
層を構成する材料の組み合わせとして、例えば、コバル
ト（Ｃｏ）／銅（Ｃｕ）や、クロム（Ｃｒ）／鉄（Ｆ
ｅ）等の組合わせを用いることができる。かかる構成の
ＧＭＲ薄膜は、その表面に対して平行に作用する磁界の
大きさ（以下、磁界の水平成分と称す）に応じて、その
抵抗値が大きく変化する特性を有している。図３はＧＭ
Ｒ薄膜に作用する磁界Ｈと、ＧＭＲ薄膜の単位面積当た
りの抵抗値Ｒとの関係を例示している。図３に示す如
く、ＧＭＲ薄膜の単位面積当たりの抵抗値Ｒは、磁界Ｈ
の絶対値の増加に応じて減少する。なお、ＧＭＲ薄膜の
抵抗値は、その表面に平行な面内での磁界の向きには依
存しない。

【００１６】ＧＭＲ素子ブリッジ２６が、かかる特性を
有するＧＭＲ薄膜から構成されていることで、ＧＭＲ素
子ブリッジ２６の抵抗変化に基づいて、磁気検出器１６
に作用する磁界を検出することができる。再び図２を参
照するに、ＧＭＲ素子ブリッジ２６は、細い帯状のパタ
ーンに形成された第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第２ＧＭＲ素
子２６ｄの４つのＧＭＲ素子と、４つの電極２８ａ〜２
８ｄとを備えている。電極２８ａは絶縁基板２４の図２
における左下端部に設けられている。また、電極２８ｂ
〜２８ｄは、電極２８ａの図２における右方に所定距離
隔てた位置に、図中上下方向に配列されている。

【００１７】第１ＧＭＲ素子２６ａは、電極２８ａから
上向きに延び、絶縁基板２４の上端部で下向きに折り返
し、下端部近傍において右方へ屈曲して電極２８ｄに達
している。第４ＧＭＲ素子２６ｄは電極２８ｄから右方
へ延びた後、上向きに屈曲し、絶縁基板２４の上端部近
傍で下向きに折り返した後、左方へ屈曲して電極２８ｃ
に達している。

【００１８】第３ＧＭＲ素子２６ｃは、電極２８ｃから
左方へ延びた後、第１ＧＭＲ素子２６ａに隣接する位置
で下向きに屈曲し、絶縁基板２４の下端部近傍で上向き
に折り返し、更に、絶縁基板２４の上端部近傍で右方に
屈曲して電極２８ｂに達している。第２ＧＭＲ素子２６
ｂは、電極２８ｂから右方へ延びた後、第４ＧＭＲ素子
２６ｄを越えて隣接する位置で下向きに屈曲し、絶縁基
板２４の下端部に達した後、左方へ屈曲して電極２８ａ
に達している。

【００１９】上述の如く、第１ＧＭＲ素子２６ａと第３
ＧＭＲ素子２６ｃ、及び、第２ＧＭＲ素子２６ｂと第４
ＧＭＲ素子２６ｄは、それぞれ、互いに隣接して配置さ
れている。また、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ
素子２６ｄは、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素
子２６ｃから、図２における右方に、センサロータ１２
の歯部１３のピッチＰの半分に相当する距離だけ離間し
た位置に配置されている。

【００２０】第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２
６ｄ、及び、電極２８ａ〜２８ｄが上述の如く形成され
ていることで、第１ＧＭＲ素子２６ａ、第４ＧＭＲ素子
２６ｄ、第３ＧＭＲ素子２６ｃ、及び、第２ＧＭＲ素子
２６ｂは、この順で、それぞれ、電極２８ｄ、２８ｂ、
２８ｂ、２８ａを介して互いに接続され、ブリッジ回路
を構成している。なお、以下、第１ＧＭＲ素子２６ａの
抵抗値をＲ１で、第２ＧＭＲ素子２６ｂの抵抗値をＲ２
で、第３ＧＭＲ素子２６ｃの抵抗値をＲ３で、第４ＧＭ
Ｒ素子２６ｄの抵抗値をＲ４で、それぞれ表すものとす
る。なお、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６
ｄは磁界が作用しない状態で、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４が互い
に等しくなるように構成されている。

【００２１】図４は、ＧＭＲ素子ブリッジ２６が構成す
るブリッジ回路の回路図を示す。図４に示す如く、互い
に対向する電極パッドの組２８ｂ、２８ｄの間に定電圧
Ｅが付与され、電極パッドの他方の組２８ａ、２８ｃの
間の電位差Ｖが、磁気検出器１６の出力電圧として、信
号処理回路２２へ向けて出力される。出力電圧Ｖは、抵
抗値Ｒ１〜Ｒ４、及び定電圧Ｅにより次式で表すことが
できる。

【００２２】 Ｖ＝Ｅ・｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）｝ （１） 式（１）からわかるように、互いに対向する素子の抵抗
値Ｒ１及びＲ３（又はＲ２及びＲ４）を同位相で変化さ
せると、右辺の一方の項が増加した際に他方の項が減少
することで、出力電圧Ｖの振幅を増大させることができ
る。ところで、上述の如く、磁気検出器１６は図２にお
ける左右方向がセンサロータ１２の接線方向、すなわ
ち、回転方向に一致するように配置される。従って、第
１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄは、その主
要部がセンサロータ１２の回転方向に対して垂直に配置
されることになる。このため、センサロータ１２が回転
すると、その歯部１３は、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４
ＧＭＲ素子２６ｄの正面を横切るように移動し、これに
伴って、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄ
に作用する磁界が変化する。

【００２３】以下、図５乃至図８を参照して、センサロ
ータ１２の回転角に応じた、ＧＭＲ素子２６に作用する
磁界の変化について説明する。なお、以下の記載におい
て、センサロータ１２の回転角を、センサロータ１２が
歯部１３のピッチＰに相当する角度だけ回転した場合を
３６０°とする位相角で表すものとし、位相角で表した
センサロータ１２の回転角を、センサロータ１２の回転
位相角θと称する。

【００２４】図５乃至図８に示す如く、バイアスマグネ
ット２０が発する磁束はセンサロータ１２の歯部１３に
導かれる。これらの図に示す如く、バイアスマグネット
２０は、ＧＭＲセンサブリッジ２６の中心、すなわち、
第１ＧＭＲセンサ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃ
からセンサロータ１２の回転方向にオフセットするよう
に配置されている。このため、図５に示す状態では、バ
イアスマグネット２０から歯部１３に導かれる磁束２１
ｂは第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄを
通過し、バイアスマグネット２０から歯部１３ａに導か
れる磁束２１ａは、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭ
Ｒ素子２６ｃを通過している。なお、図５に示すセンサ
ロータ１２の回転位置において、第２ＧＭＲ素子２６ｂ
及び第４ＧＭＲ素子２６ｄに作用する磁界の水平成分
と、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃに
作用する磁界の水平成分は等しいものとし、以下、この
回転位置を基準位置と称す。従って、図５に示す基準位
置において、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２
６ｄの抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は互いに等しい。

【００２５】図５に示す基準位置から、センサロータ１
２が図中右向きに位相角９０°だけ回転すると、図６に
示す如く、磁束２１ｂの中心部が第２ＧＭＲ素子２６ｂ
及び第４ＧＭＲ素子２６ｄを通過し、磁束２１ａは第１
ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃを通過しな
い状態が形成される。この状態では、第２ＧＭＲ素子２
６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄに作用する磁界の水平成
分が最大となることで、これらの抵抗値Ｒ２、Ｒ４は最
小となり、その一方、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３Ｇ
ＭＲ素子２６ｃに作用する磁界の水平成分は最小（ほぼ
ゼロ）になることで、これらの抵抗値Ｒ１、Ｒ３は最大
となる。

【００２６】図６に示す状態から、更に、センサロータ
１２が図中右向きに位相角９０°だけ回転すると、すな
わち、基準位置から位相角１３５°だけ回転すると、図
７に示す如く、磁束２１ｂの周辺部が第２ＧＭＲ素子２
６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄと、第１ＧＭＲ素子２６
ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃとに均等に作用するように
なる。この状態では、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４Ｇ
ＭＲ素子２６ｄに作用する磁界の水平成分と、第１ＧＭ
Ｒ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃに作用する磁界
の水平成分とは互いに等しく、従って、抵抗値Ｒ１〜Ｒ
４は互いに等しい。

【００２７】図７に示す状態から、更に、センサロータ
１２が図中右向きに位相角９０°だけ回転すると、すな
わち、図６に示す状態から位相角１８０°だけ回転する
と、図８に示す状態となる。上述の如く、第２ＧＭＲ素
子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄと、第１ＧＭＲ素子
２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃとが、センサロータ１
２の歯部１３のピッチＰの半分だけ離間する位置に配置
されている。このため、図８に示す状態では、図６に示
す状態とは逆に、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ
素子２６ｃに作用する磁界の水平成分は最大となる一
方、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第３ＧＭＲ素子２６ｄに
作用する磁界の水平成分は最小となる。従って、抵抗値
Ｒ２、Ｒ４は最大となり、抵抗値Ｒ１、Ｒ３は最小とな
る。

【００２８】そして、図８に示す状態から、更に、セン
サロータ１２が図中右向きに位相角４５°だけ回転する
と、再び図５と同様の状態が形成され、抵抗値Ｒ１〜Ｒ
４は互いに等しくなる。このように、第１ＧＭＲ素子２
６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄの抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は、セ
ンサロータ１２に伴って周期的に増減を繰り返すことに
なる。図９は、センサロータ１２の回転角位相角θに対
する、（ａ）抵抗値Ｒ１〜Ｒ４、及び、（ｂ）上記
（１）式より求められた出力電圧Ｖの関係を示す。な
お、図９において、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の変化率は最大１
０％であるものとし、出力電圧Ｖは、ＧＭＲ素子ブリッ
ジ２６に供給される定電圧Ｅが２Ｖである場合の値を示
している。

【００２９】図９に示す如く、抵抗値Ｒ１、Ｒ３と、抵
抗値Ｒ２、Ｒ４とは、互いに位相が１８０°ずれた状態
で、センサロータ１２の回転位相角θに対して３６０°
の周期で変化している。かかるＲ１〜Ｒ４の変化に応じ
て、出力電圧Ｖは図９（ｂ）に示す如く、センサロータ
１２の回転位相角θに対して３６０°周期で変化し、そ
の振幅は約２００ｍＶ_ppとなっている。従って、この出
力電圧Ｖを、信号処理回路２２によって、例えば、２値
化してパルス信号に変換し、そのパルス数を計数するこ
とで、センサロータ１２の回転数を検出することができ
る。

【００３０】上述の如く、本実施例においては、互いに
対向する第１ＧＭＲ素子２６ａと第３ＧＭＲ素子２６ｃ
の抵抗値Ｒ１、Ｒ３、及び、第２ＧＭＲ素子２６ｂと第
４ＧＭＲ素子２６ｄの抵抗値Ｒ２、Ｒ４がそれぞれ同位
相で変化することで、上記（１）式を参照して説明した
ように、大きな振幅の出力電圧Ｖを得ることが可能とな
っている。更に、抵抗値Ｒ２と抵抗値Ｒ３が互いに逆位
相で変化することによっても（１）式左辺の各項の差が
増大し、出力電圧Ｖの一層の増大が実現されている。

【００３１】このように、本実施例においては、ブリッ
ジ回路において互いに対向する第１ＧＭＲ素子２６ａ及
び第３ＧＭＲ素子２６ｃの組と、第２ＧＭＲ素子２６ｂ
及び第４ＧＭＲ素子２６ｄの組とがセンサロータ１２の
歯部１３のピッチＰの半分に相当する距離だけ離間され
ていることで、磁気検出器１６の高出力化が図られてい
る。従って、本実施例の回転数センサ１０によれば、磁
気検出器１６の出力信号を処理する信号処理回路２２の
簡素化を図ることが可能となり、システムの低コスト化
を実現することができる。

【００３２】なお、上述の如く、第１ＧＭＲ素子２６ａ
〜第４ＧＭＲ素子２６ｄは磁界が作用しない状態で、抵
抗値Ｒ１〜Ｒ４が互いに等しくなるように構成されてい
ることで、磁気検出器１６に磁界が作用しない状態で
の、出力電圧Ｖのオフセットは小さく抑制されている。
ところで、一般に、ＧＭＲ薄膜の抵抗値は、温度変化に
応じた割合で変化する。すなわち、ある基準温度でのＧ
ＭＲ薄膜の抵抗値をＲとすると、この基準温度からΔｔ
だけ上昇した場合の抵抗値Ｒｔは、 Ｒｔ＝（１＋α・Δｔ）・Ｒ （２） で表される。ここで、αはＧＭＲ薄膜の抵抗値の温度変
化係数である。

【００３３】従って、ＧＭＲ素子２６の温度がΔｔだけ
上昇した場合、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ（１＋α
・Δｔ）倍に変化することになる。しかしながら、式
（１）からわかるように、磁気検出器１６の出力電圧Ｖ
は、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の比として表される。このため、
第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第２ＧＭＲ素子２６ｄに同一の
温度変化が生じた場合、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４が等しい割合
で変化することで、出力電圧Ｖに変化は生じない。この
ように、本実施例においては、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜
第４ＧＭＲ素子２６ｄがブリッジ回路を構成しているこ
とにより、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の温度に依存した変化が補
償されている。

【００３４】なお、本実施例においては、第１ＧＭＲ素
子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄの接続部に電極パッド
２８ａ〜２８ｄを配置することのみで、上記ブリッジ回
路が実現されており、配線部を別途設けることは不要で
ある。このため、磁気検出器１６を多層配線により構成
する必要がなく、磁気検出器１６の製造コストを低減す
ることが可能となっている。また、多層配線が不要とさ
れることで、磁気検出器１６の表面に保護膜を形成し、
電極２８ａ〜２８ｄに対応する部位にコンタクトホール
を設けることで、ＧＭＲブリッジ２６への電気的接続
を、例えば、フェースダウン実装等により容易に行なう
ことが可能とされている。

【００３５】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例の回転数センサは、上記第１実施例の回転
数センサ１０において、磁気検出器１６に代えて磁気検
出器５０を用いることで実現される。図１０は、本実施
例の回転数センサが備える磁気検出器５０の構成図であ
る。本実施例の磁気検出器５０は、上記第１実施例の磁
気検出器１６と同様に、絶縁基板５２と、絶縁基板５２
の表面に形成されたＧＭＲ素子ブリッジ５４とを備えて
いる。ＧＭＲ素子ブリッジ５４は、第１〜第４ＧＭＲ素
子５４ａ〜５４ｄと、電極５６ａ〜５６ｄとより構成さ
れている。なお、本実施例においても、磁気検出器５０
は、図１０における左右方向がセンサロータ１２の回転
方向に一致するように設置される。

【００３６】電極５６ａ〜５６ｄは、それぞれ、絶縁基
板５２の右上隅、左上隅、左下隅、及び右下隅に設けら
れている。第１ＧＭＲ素子５４ａは、図１０における上
下方向に延在し、電極５６ａと電極５６ｄとを接続して
いる。また、第３ＧＭＲ素子５４ｃは、第１ＧＭＲ素子
５４ａから図中左方にピッチＰの半分（位相角１８０
°）に相当する距離だけ離間した位置を、図１０におけ
る上下方向に延在し、電極５６ｂと電極５６ｃとを接続
している。

【００３７】第２ＧＭＲ素子５４ｂは電極５６ａから図
中左方に延び、第１ＧＭＲ素子５６ａからピッチＰの４
分の１（位相角９０°）に相当する距離だけ離間した位
置で、屈曲して下方に延び、絶縁基板５２の下端部近傍
で折り返して上方に延びた後、左方へ屈曲して電極５６
ｂに達している。第４ＧＭＲ素子５４ｄは、電極５６ｄ
から図中左方に延び、第１ＧＭＲ素子５６ａからピッチ
Ｐの４分の１（位相角９０°）に相当する距離だけ離間
した位置で屈曲して、第２ＧＭＲ素子５４ｂに隣接しな
がら上方に延び、絶縁基板５２の上端部近傍で折り返し
て下方に延びた後、左方へ屈曲して電極５６ｃに達して
いる。本実施例においても、第１ＧＭＲ素子５４ａ〜第
４ＧＭＲ素子５４ｄの抵抗値をそれぞれＲ１〜Ｒ４とす
ると、図４と同様のブリッジ回路が構成されており、電
極５６ｄ、５６ｂ間に定電圧Ｅを付与することで、電極
５６ａ、５６ｃ間の電位差が、磁気検出素子５０の出力
電圧Ｖとして出力される。

【００３８】上述の如く、本実施例においては、第２Ｇ
ＭＲ素子５４ｂ及び第４ＧＭＲ素子５４ｃがセンサロー
タ１２の回転方向に関して同位置に配置されている。こ
のため、センサロータ１２の回転に伴って、第２ＧＭＲ
素子５４ｂ及び第４ＧＭＲ素子５４ｄに作用する磁界の
水平成分は同位相で変化する。一方、第１ＧＭＲ素子５
４ａ及び第３ＧＭＲ素子５４ｃは、第２ＧＭＲ素子５４
ｂ及び第４ＧＭＲ素子５４ｄに対して、それぞれ、図１
０における左右両側に、位相距離９０°だけ離間して配
置されている。従って、センサロータ１２が、例えば、
図１０における左側から右側へ回転した場合、第１ＧＭ
Ｒ素子５４ａに作用する磁界の水平成分は、第２ＧＭＲ
素子５４ｂ及び第４ＧＭＲ素子５４ｄに作用する磁界の
水平成分に対して位相が９０°遅れた状態で変化し、第
３ＧＭＲ素子５４ｂに作用する磁界の水平成分は、第２
ＧＭＲ素子５４ｂ及び第４ＧＭＲ素子５４ｄに作用する
磁界の水平成分に対して位相が９０°進んだ状態で変化
する。

【００３９】図１１は、本実施例における、センサロー
タ１２の回転位相角に対する、（ａ）抵抗値Ｒ１〜Ｒ
４、及び、（ｂ）出力電圧Ｖの関係を、図９と同一条件
の場合について示している。第１ＧＭＲ素子５４ａ〜第
４ＧＭＲ素子５４ｄに作用する磁界が上述の如き位相関
係で変化するのに伴って、図１１（ａ）に示す如く、抵
抗値Ｒ２及びＲ４は同位相で変化し、抵抗値Ｒ１は、抵
抗値Ｒ２、Ｒ４に対して位相が９０°遅れた状態で、ま
た、抵抗値Ｒ３は、抵抗値Ｒ２、Ｒ４に対し位相が９０
°進んだ状態でそれぞれ変化している。そして、かかる
抵抗値の変化に応じて、出力電圧Ｖは図１１（ｂ）に示
す如く、センサロータ１２の位相回転角θに対して３６
０°周期で、約１２０ｍＶ_ppの振幅で変化している。

【００４０】上述の如く、一般に、ブリッジ回路の出力
電圧を増大させるうえで、互いに対向する素子の抵抗値
を同位相で変化させることが望ましい。本実施例によれ
ば、互いに対向する第２ＧＭＲ素子５４ｂ及び第４ＧＭ
Ｒ素子５４ｄの抵抗値Ｒ２、Ｒ４が同位相で変化するこ
とで、出力電圧Ｖの向上が図られていることになる。本
実施例においては、ＧＭＲ素子ブリッジ５４のパターン
は上記第１実施例のＧＭＲ素子ブリッジ２６のパターン
と比較して対称性に富んだものとなっている。このた
め、ＧＭＲ素子ブリッジ５４を構成する第１ＧＭＲ素子
５４ａ〜５４ｄの抵抗値のバランスを良好に設定するこ
とは容易であり、オフセットの小さい良好な出力電圧Ｖ
を得ることができる。

【００４１】また、本実施例の回転数センサにおいて
も、上記第１実施例の回転数センサ１０と同様に、第１
ＧＭＲ素子５４ａ〜第４ＧＭＲ素子５４ｄの間に電極５
６ａ〜５６ｄを設けることで、上記ブリッジ回路が実現
されている。すなわち、本実施例においても、多層配線
を行なうことは不要であり、保護膜及びコンタクトホー
ルを形成することにより、磁気検出器５０に対する電気
的接続を簡易に行なうことが可能とされている。

【００４２】なお、上記第１及び第２実施例において
は、磁気検出器１６、５０の背部にバイアスマグネット
２０を配置し、センサロータ１２を軟磁性材料より構成
することで、センサロータ２０の回転に応じて、磁気検
出器１６、５０に作用する磁界を変化させることとした
が、かかる構成に限らず、センサロータ１２の外周部に
マグネットを一定のピッチで設けることとしてもよい。

【００４３】なお、上記第１〜第４実施例においては、
第１ＧＭＲ素子２６ａ、５４ａ〜第４ＧＭＲ素子２６
ｄ、５４ｄが請求項に記載した磁気検出素子に相当して
いる。

【００４４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１及び２記載の発明
によれば、磁気検出器の出力信号を増大させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である回転数センサの構成図
である。

【図２】本実施例の回転数センサが備える磁気検出器の
構成図である。

【図３】ＧＭＲ薄膜の、膜に平行に作用する磁界と抵抗
値との関係を示す図である。

【図４】本実施例の磁気検出器が備えるＧＭＲ素子ブリ
ッジの回路図である。

【図５】センサロータの回転に応じてＧＭＲ素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図（その１）で
ある。

【図６】センサロータの回転に応じてＧＭＲ素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図（その２）で
ある。

【図７】センサロータの回転に応じてＧＭＲ素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図（その３）で
ある。

【図８】センサロータの回転に応じてＧＭＲ素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図（その４）で
ある。

【図９】本実施例の回転数センサにおける、センサロー
タの回転位相角に対する各ＧＭＲ素子の抵抗値、及び、
磁気検出器の出力電圧の関係を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例の回転数センサが備える
磁気検出器の構成図である。

【図１１】本実施例の回転数センサにおける、センサロ
ータの回転位相角に対する各ＧＭＲ素子の抵抗値、及
び、磁気検出器の出力電圧の関係を示す図である。

【符号の説明】

１２ センサロータ １６、５０ 磁気検出器 ２０ バイアスマグネット ２６、５４ ＧＭＲ素子ブリッジ ２６ａ、５４ａ 第１ＧＭＲ素子 ２６ａ、５４ｂ 第２ＧＭＲ素子 ２６ｃ、５４ｃ 第３ＧＭＲ素子 ２６ｄ、５４ｄ 第４ＧＭＲ素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作用する磁界の変化に応じた抵抗変化を
   示す磁気検出素子によりブリッジ回路を構成してなる磁
   気検出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体に
   同期して回転し、その回転角に対して前記磁気検出器に
   作用する磁界を所定の周期で変化させるセンサロータと
   を備える回転数センサにおいて、 前記ブリッジ回路の互いに対向する磁気検出素子の一方
   の対を、前記センサロータの回転方向に関して同位置に
   配置したことを特徴とする回転数センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転数センサにおいて、 磁気検出素子の他方の対を前記センサロータの回転方向
   に関して同位置に、かつ、前記一方の対から、前記セン
   サロータの回転方向に前記所定の周期の半分に相当する
   距離だけ離間させて配置したことを特徴とする回転数セ
   ンサ。